《建筑模具设计与加工》课件-预制构件模具体系及发展趋

任务1预制构件模具体系及发展趋势

（1）预制构件模具体系（2）预制构件模具的发展趋势1预制构件模具体系及发展趋势子任务1

预制构件模具体系

1.1、预制构件模具体系模具对装配式混凝土结构构件质量、生产周期和成本影响很大，是预制构件生产中非常重要的环节。1.1.1模具分类与适用范围1）按生产工艺分类●生产线流转模台与板边模●固定模台与构件模具●预应力台模与边模2）按构件分类

模具按构件分类有柱、梁、主梁组合、楼板、剪力墙外墙板、剪力墙内墙板、内隔墙板、外挂墙板、楼梯、阳台、飘窗、空调板等。3）按是否出筋分类

可分为不出筋模具，即封闭模具；出筋模具，即半封闭模具。出筋模具又可以分为一面出筋、两面出筋、三面出筋、四面出筋和五面出筋模具。4）按构件是否有装饰面层分类

无装饰面层模具、有装饰面层模具（特别是预制楼梯）。5）按模具周转次数

长期模具（永久性，如模台等）、正常周转次数（50~200次）、较少周转次数模具（2~50次）、一次性模具。

生产线流转模台生产线叠合板边模固定模具（主要应用于叠合板、预制外墙等板式构件）楼梯钢制立模模具（构件模具）预应力模具（主要应用于预应力构件）1.1、预制构件模具体系1.1.2模具材料按材质分类有钢材、铝材、混凝土、超高性能混凝土、GRC、玻璃钢、塑料、硅胶、橡胶、聚苯乙烯、石膏模具和以上各材料组合。◆钢材模具:钢材是预制模具用得最多的材料。包括钢板、型钢、定位销、堵孔塞、磁性边模等。1）钢板与型钢：模具最常用的是6~10mm厚的钢板，由于模具对变形及表面光洁度要求较高，与混凝土接触面的钢板不宜用卷板，应当用开平板。2）定位销：定位销主要作用是模具组装时用来快速将模具定位，定位完成后用螺栓将模具各分部组成一块，强度等级高于模板的钢材，一般采用8.8级。3）磁性边模:模板钢条和内嵌的磁性吸盘系统组成，钢模可以做成各种不同的尺寸，以适用于不同的混凝土构件边模。磁性边模是由模板钢条和内嵌的磁性吸盘系统组成，钢模可以做成各种不同的尺寸，以适用于不同的混凝土构件边模。组装脱模自动化，适合流水线工艺。钢材模具应用示意独立楼梯模具定位销磁力边模磁力盒◆铝模:铝模多用于高层和超高层住宅的现浇系统，比例高达75%，可大大缩短建设周期。在预制混凝土构件中多用于板的边模、立模等。铝模特点：1）目前市面上重量最轻的金属模板，重量是钢模的1/3，便于人工安装、拆卸、搬运，减少起重机使用频率。2）具有优良的防腐蚀能力，具有良好的耐酸性和耐高温氧化的能力，可用于预制件的蒸汽养护。3）高回收价值，铝制模具的废料基本可以回收，回收价在40%左右。4）铝模在现浇构件周转次数可达200余次，预制构件在50个循环周期，介于钢模与木模（一般小于5次）之间。5）底模面积大，要求板型尺寸大，平面度好，而铝合金型材价格高、规格小、刚性差、容易变形，不宜用作底模，侧模、端模可采用。6）铝模容易和混凝土发生反应，刚性差、宜变形。7）铝型材表面采用阳极氧化处理，并符合《铝合金建筑型材》（GB/T5237-2004）的要求。铝模在现浇混凝土代替普通木模铝模在预制外墙边缘现浇部分应用铝制边模◆水泥基材料：包括钢筋混凝土、高性能混凝土、GRC等，具有制作周期短，造价低等特点。1）混凝土模具:用已成型混凝土作为模具，最常用的就是用一整块混凝土作为模台。但是混凝土作为模台不容易与其他材质边模、端模配合用，因后开孔不易。且容易开裂、漏浆。不适用复杂构件。2）高性能混凝土模具：由水泥、硅灰、石英砂、外加剂和钢纤维复合而成。超高性能混凝土包含两个方面“超高”，即超高的耐久性和超高的力学性能；其特点是高强度、高密实性，以大量钢纤维增强来克服混凝土材料的脆性，防止混凝土的突然断裂。不适用复杂构件，可与角钢合用制作模具。3）GRC模具：

GlassfiberReinforcedConcrete的缩写，中文名称是玻璃纤维增强混凝土。是一种以耐碱玻璃纤维为增强材料、水泥砂浆为基体材料的纤维混凝土复合材料。重量轻，强度低，只适用于小型且规则简单的混凝土预制，不常用。可与角钢合用制作模具。◆玻璃钢模具：玻璃钢（FRP）亦称作GFRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体，以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，或称为玻璃钢，不同于钢化玻璃。重量轻，强度低，除简易边模可用，在混凝土预制构件应用面小。◆木材模具：木材于使用周转次数少，不进行蒸汽养护的模具，或者是窗洞口部位。一般使用2~5次就要更新木材，常用木材有实木板、胶合板、细木工板、竹胶板等。木板模具应做防水处理，刷清漆、树脂等。木模与铝材复合模具GRC模具（制作装饰柱）不同材质模具使用范围表模具材料流水线工艺固定模台工艺立模工艺预应力表面质感优、劣分析流转模台板边模固定模台板边模柱模梁模异性构件板面边模模台边模钢材△△△△△△△△△△△

不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重磁性边模

△

灵活、方便组装脱模、适应自动化；造价高、磁性易衰减铝材

△

△△△△△△

△

重量轻、表面精度高；加工周期长，易损坏混凝土

△△△△△

△

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件，重量重超高性能混凝土

△△△△△

△

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件，重量轻GRC

△△△△△

△

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件，重量轻塑料

○

光洁度高、周转次数高；不易拼接、加工性差玻璃钢

○

○

○可实现比钢模复杂的造型、脱模容易、价格便宜；周转次数低，承载力不够硅胶

○可以实现丰富的质感及造型、易脱模；价格昂贵、周转次数低、易损坏木材

○

○○○○

○

○○加工快捷、精度高；不能实现复杂造型和质感、周转次数低聚苯乙烯

○加工方便、脱模容易；周转次数低、易损坏石膏

○一次性使用注：△--正常周期次数；○--较少或一次性周期次数。1.1、预制构件模具体系

1.1.3模具类型和预制构件关系

模具材料的性质决定了预制构件适用情况，下表罗列了模具类型和预制构件类型的适用关系。

模具类型和预制构件类型的适用关系（一）

流水线工艺固定模台工艺立模工艺预应力工艺优、劣分析板类构件墙板类构件板类构件墙板类构件柱、梁及柱梁组合构件阳台、楼梯、空调板、挑檐板等异性构件墙板类构件柱、楼梯等构件板类构件梁类构件模台钢制模台△△△△△△△△△△△不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重混凝土模台

△△○

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件、重量重GRC模台、超高性能混凝土模台

△△○○○

价格便宜、制作方便；适合复杂构件、重量轻条式边模钢制条形边模△△△△△△△△△△△不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重磁性条式边模

△△△

灵活、方便组模脱模、适应自动化；造价高、磁性易衰减铝制条式边模

△△△

△△

质量轻、表面精度高；加工周期长，易损坏GRC条式边模

△△○○○○○○

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件、重量重木制条式边模

○○○○○○○○

加工快捷、精度高；不能实现复杂造型和质感、周转次数低注：△--正常周期次数；○--较少或一次性周期次数。适用预制构件类型模具类型模具类型适用预制构件类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型模具类型和预制构件类型的适用关系（二）

流水线工艺固定模台工艺立模工艺预应力工艺优、劣分析板类构件墙板类构件板类构件墙板类构件柱、梁及柱梁组合构件阳台、楼梯、空调板、挑檐板等异性构件墙板类构件柱、楼梯等构件板类构件梁类构件片式边模钢制片式边摸

△

△△△△△△

△不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重混凝土片式边模

○○○○○○

价格便宜、制作方便；不适合复杂构件、重量重组合片式边模（GRC模台和超高性能混凝土等组合）

○○○○○○

○价格便宜、制作方便；适合复杂构件、重量轻木材片式边模

△○○○○○○

加工快捷、精度高；不能实现复杂造型和质感、周转次数低块式边模钢制块式边模

△△△△

○

△不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重木材块式边模

○

○

○

加工快捷、精度高；不能实现复杂造型和质感、周转次数低注：△--正常周期次数；○--较少或一次性周期次数。适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型模具类型和预制构件类型的适用关系（三）

流水线工艺固定模台工艺立模工艺预应力工艺优、劣分析板类构件墙板类构件板类构件墙板类构件柱、梁及柱梁组合构件阳台、楼梯、空调板、挑檐板等异性构件墙板类构件柱、楼梯等构件板类构件梁类构件立式边模钢制立式边模

△△△

△△

不变形、周转次数多、精度高；成本高、加工周期长、重量重铝制立式边模

△△

△△

质量轻、表面精度高；加工周期长，易损坏衬模塑料、硅胶、橡胶类衬模

○

○○○○○○

可以实现丰富的质感及造型、易脱模；价格昂贵、周转次数低、易损坏非规则形状衬模聚丙乙烯衬模

○

○○○○○○

加工快捷、脱模容易；周转次数低、易损坏玻璃钢衬模

○

○○○○○○

可实现比钢模复杂的造型、脱模容易价格便宜；周转次数低，承载力不够注：△--正常周期次数；○--较少或一次性周期次数。适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型适用预制构件类型模具类型子任务2预制构件模具的发展趋势1.2、预制构件模具的发展趋势1.2.1向自动化、智能化发展

对于制造业来说，解放人力、充分发挥机器控制所带来的高精度是重要趋势。而建筑行业实现批量生产再到自动智能生产，这是一个递进的发展过程，也必会是发展的一个目标。智能化的模具将进一步解决模具的体量大等一系列弊端，从而促进行业发展进程。

请同学们思考？1.2、预制构件模具的发展趋势1.2.2向轻量化发展

装配式PC预制构件模具基本是由钢模具制作而成，由于装配式建筑构件的梁、柱、叠合板、内外墙等体积和质量大，致使装配式建筑构件模具也很大而且很重，因此在对其拆卸等过程也显得尤为困难。如何通过相应分析软件